Про супертвитер [«what about a pub crawl?»(i)]

Признаюсь, с определенного момента жизненного пути перестал музыку слушать громко, лишь изредка врубаю в «натюрлих», да и то на пару-тройку композиций. Однако на малой громкости стало не хватать прежде всего ВЧ (для НЧ при необходимости добавляю активный сабвуфер). Причем с наушниками ВЧ на любой громкости, что называется, за глаза, а вот на АС, причем практически любых — как-то маловато.

В новодельном усилителе мощности спасительная тонкомпенсация отсутствует как антогонистический класс — более того, качество реализации тембра откровенно плохенькое. А старый японский усилитель, находящийся в резерве (задействуемый иногда для наушников), рассчитан на нагрузку 8 Ом. При этом у имеющихся АС (которые в стереосете) — импеданс в районе 4 Ом на протяжении диапазона частот почти от 100 Гц. Что делать? Прибомбить супертвитер! Ну, или замутить self made.

Предлагается множество готовых супертвитеров — в частности, Fostex . Заоблачные по цене грибочки оставим для выставок и гурманов:

Немало и демократичных самоделок, да и просто советов типа:

Супертвитер легко построить самому — например, из ленточного динамика Fountek NeoCD3.5H и пленочного конденсатора (подбирать на вкус в районе 0.5 uF).

Еще раз пробежимся по ценам готовенького в родных магазах. Кусаются, заразы! На Али же из «легкодоступных», мягко говоря, лишь без изысков, а что получше (~8 000 рублей за пару) — наверняка сплошь клоны (впрочем, за ~13 000 рублей внешне неплохи). Хотя не исключены и ОЕМ, но цена последних переваливает за 20 000 рублей. Хорошие супертвитеры имеют регулировку не только частоты среза, но и уровня.

Вообще, стоит ли овчинка выделки? И, самое главное, как удачненько состыковать с имеющейся АС?! Оставим для пиарщиков бездоказательные словесные заверения, что супертвитер, причем именно такой-то фирмы, никак не сказывается на нагрузке для усилителя при элементарном подключении параллельно на те же клеммы АС. Если к 4 Ом АС в параллель воткнуть еще 4 Ом супертвитера, то в итоге 4 Ом «ни в жисть» не получится;)))

Добавление высокочастотного звена к имеющейся пищалке в разы снижает импеданс в области частот воздействия нагрузки (на 10–20 кГц и вовсе разы могут выйти), и чем меньше крутизна фильтра супертвитера, тем больше влияние последнего на низших ВЧ.

Типичные пищалки демонстрируют рост импеданса на ВЧ (благодаря индуктивной составляющей), поэтому его компенсация супертвитером не только повышает отдачу за счет снижения итогового сопротивления, но и дополнительно нагружает усилитель именно на ВЧ. Ведь чем ниже сопротивление нагрузки на той или иной частоте, тем (при прочих равных условиях) громче играет усилитель, но выдавать возрастающую мощь (ток-то становится шибче) все труднее, не плодя искажений.

Прелюбопытно: разыскать результирующие графики импеданса и АЧХ при добавлении супертвитера практически невозможно. Что же скрывают производители и иже с ними? Поясню на примере 2-полосного подключения: добавка твитера в параллель может снижать максимальное сопротивление АС почти в 2,5 раза. Ну да, в данном случае 4+4 Ом не равно 2 Ом как при постоянном токе, но тем не менее.

Более того, акустическое поле от двух высокочастотных излучателей, работающих в общей (перекрестной) области частот, склонно к интерференции. Излученные в противофазе волны будут стремиться поглотить друга друга.

К счастью, длины волн на ВЧ (особенно выше 12 кГц) столь малы, что слух человека за пучности не цепляется, хотя можно встретить рекомендации выставить супертвитер на определенном расстоянии от пищалки. Более того, если установить в вертикальной плоскости рядом ВЧ-динамик и супертвитер с определенной направленностью, то получим более равномерное покрытие на ВЧ по горизонтали, т.е. расширим оптимальную зону прослушивания.

Большинство из найденных в продаже готовых супертвитеров оказались предназначенными для простецкой «поддержки» пищалки и впахивают уже с 3–5 кГц. ЧуднЫе модели как бы помогают якобы аж с 1 кГц.

Некоторые другие аккуратненько вступают с 11 кГц и выше, т.е. исключительно для придания звучанию «воздуха». Кстати, у топовых АС небезызвестной DALI супертвитеры работают с ~13 кГц. И неспроста: слуховая система человека не воспринимает фазу сигнала выше ~12 кГц, только огибающую.

Между прочим, стереофонические эффекты сосредоточены в полосе частот от 300 Гц до ~5 кГц, поэтому улучшить локализацию, расширить панораму и т.п. высокочастотный супертвитер сам по себе не способен (если, конечно, будучи подключенным параллельно, не снизит импеданс и в области работы пищалки вплоть до ее среза). А вот что натворит супертвитер, захватывающий и низкие частоты — однозначно сказать трудно...

Существуют продвинутые супертвитеры, позволяющие настроить частоту среза от 8 до 16 кГц и «прибрать» отдачу до -3дБ. Цена — «всего-то» $600.

Продаются и более экзотические, якобы добивающие аж до 100 кГц:

На вторичке есть и Hi-End, причем с регулируемыми частотой среза и уровнем, но с баснословной ценой:

Что же реально добавляет в звучание АС типичный высокочастотный супертвитер? Воспользуюсь чужим графиком АЧХ:

Фактически вклад наиболее существенен на пределе слышимости, эдак выше 16 кГц. Однако именно в этой области частот у человеческого слуха — «обострение» чувствительности, причем на всех уровнях громкости.

С возрастом картина меняется. В солидном возрасте, увы, мало кто вообще слышит столь высокие частотки, т.к. постепенно чувствительность слуха неизбежно снижается: сначала становятся неслышимыми тихие звуки, потом все более громкие, слышимый амплитудный диапазон сужается (на НЧ — в гораздо меньшей мере), в конце концов на ВЧ схлопываясь до нуля («шум моря (c) «Страна глухих»).

Так что многие почтенные аудиофилы ультрачастотки могут только почуять третьим глазом. Тут уже не до 16–20 кГц — борьба идет за 8–12 кГц.

Обычно на частоте 10 кГц чувствительность уха у 60-летнего человека на 20 дБ ниже, чем у 20-летнего. (источник)

Впрочем, воздействие на слуховую систему человека неслышимых ультразвуковых частотных составляющих (прежде всего, обертонов), дошедших до барабанной перепонки по воздуху (есть еще костная проводимость), изучено не достаточно. Наука топчется, блуждая в дебрях проверки состоятельности субъективной оценки ощущений неслышимого, а практика действует методом тыка, вышибая деньгу.

Давно установлено, что если исключить из сигнала основной тон, то его слышимые высокочастотные обертона (если таковые изначально присутствовали, конечно) создадут ощущение наличия этого тона. Тогда как присутствие в воспроизводимой записи ультразвуковых обертонов якобы придает звучанию (акустических инструментов?) натуральность, но кивков на эту тему много, а подтверждений мало.

Возвращаясь к исходной задаче... Когда у АС завал на ВЧ начинается раньше тех же 16 кГц, а «уклон» больше, тогда картина примерно такая, т.е. чуток повеселее, чем призрачный довесок на ультра-ВЧ. При этом продавцы единодушно уверяют, что супертвитер, функционирующий и за 16 кГц, дает «облако звука». А если вы сие «облако» не слышите, то это уже ваша проблема.

Короче, высокочастотный (>~12–16 кГц) супертвитер фактически компенсирует спад на ВЧ, имеющийся у большинства АС с мягкими/тканевыми мембранами пищалок и особенно выраженный при отклонении от акустической оси (чем больше размер мембраны — тем сильнее).

Следует подчеркнуть, что на ВЧ практически все пищалки очень узконаправлены. Кроме того, «дальнобойность» обычных пищалок в отличие от СЧ- и НЧ-динамиков оставляет желать лучшего, и, чтобы пробивать более чем на ~3 метра, необходима либо вкачиваемая мощность, либо обеспеченная изначально высокая чувствительность динамика.

Однако «пробивать» можно и за счет бугра в области частот 18–25 кГц, наблюдаемого, в частности, у титановых куполов. У магниевых мембран горб тоже имеется, но не столь выраженный:

Разнообразных ВЧ-динамиков, в том числе по материалам мембраны, с требуемой для супертвитера чувствительностью 92–95 дБ производится немало. Существуют и с рекордной чувствительностью >100 дБ, но это, как правило, так называемые ленточники, еще и подпертые рупором. Тут самое время взглянуть на график импеданса подобного динамика:

Прибавить ВЧ на малой громкости в состоянии как раз обычные супертвитеры, которые вносят заметный вклад уже с 5 кГц. Однако информацию про направленность и дальнобойность таковых производители держат в секрете.

Почему бы все-таки не сделать супертвитер самому, благо нынче в продаже куча разных ВЧ-динамиков? Например, многим меломанам полюбились ленточные Fountek — цена подъемная, качество звучания достойное.

Посчитать фильтр, следуя рекомендациям производителя, несложно. Правда, у типичных ленточников выражена направленность в вертикальной плоскости (обычно выше 20 кГц) , зато в горизонтальной — все путем. Например, у недорогого Fountek NeoCD1.0:

Причем на 18 кГц на акустической оси чувствительность достигает 100 дБ! А под углом в 30° вся АЧХ почти в линию аж до 40 кГц!

Ленточный динамик — индуктивная нагрузка, поэтому в мануале для Fountek NeoCD1.0 указан номинальный (усредненный в рабочей полосе частот) импеданс 5 Ом. Следует обратить внимание, что сопротивление на постоянном токе составляет 0,02 Ом — подключать без фильтра нельзя.

Единственное: макс. мощность — 25 Вт. Производитель рекомендует задействовать с 3,5 кГц при крутизне фильтра -18 дБ (3-й порядок). Практика подтвердила, что с 3 кГц еще тяжеловато — динамик перегружается, особенно при 1-м порядке фильтра.

Зато с фильтром 2-го порядка, подавляющим частоты ниже 7–8 кГц (например, состоящий из катушки 0,1 мГ и конденсатора около 3 мкФ) в целях тонкомпенсации (т.е. на малой громкости), Fountek NeoCD1.0 блеснет во всей красе, радуя чистейшими хрустальными ВЧ.

Тем не менее, если применять в качестве полноценного супертвитера, т.е. и на большой громкости, то разумно отодвинуть срез за 10–12 кГц. Оптимальный угол разворота такого супертвитера по азимуту относительно оси пищалки подбирается эмпирически.

Тогда как угол наклона в вертикальной плоскости лучше получить, направив акустическую плоскость оси супертвитера прямо в уши, находясь в точке прослушивания. В случае долговременного применения для тонкомпенсации при нечастом прослушивании на большой громкости супертвитер можно ставить на попа, разворачивать на 180° или отключать по биампингу.

Кстати, подключение супертвитера по биампингу представляется наиболее логичным — правда, добавятся длинные акустические провода. Все-таки даже ленточный супертвитер снижает импеданс на ВЧ, не говоря уже про купольный. Правда, если у АС большой подъем импеданса на ВЧ, то снижение на несколько Ом из-за супертвитера в целом мало влияет на звучание.

Декоративный корпус нынче могут выточить на заказ — какой хочешь и из чего хочешь. Чтобы упрятать спаянный навесным монтажом фильтр (у меня под рукой оказались недорогие катушки и пленочные кондеры Visaton), использовал стаканчики для зубных щеток (см. фото в конце), благо подошли как влитые, а вместо ножек пока приспособил завалявшиеся от компьютерных сателлитов.

Да, вышло не так красиво, как у фирмачей, но в случае с «самоделом» главное — возможность «заточки» супертвитера именно под ваш слух и под ваши потребности. Так что выбор за Вами;)))

Ну, за успех!!!)